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最著名的天文望遠鏡
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最著名的天文望遠鏡是哈勃空間望遠鏡。哈勃空間望遠鏡(英語:Hubble Space Telescope,縮寫:HST)是以著名天文學家、美國芝加哥大學天文學博士愛德溫·哈勃為名,在地球軌道上并且圍繞地球的太空空間望遠鏡,它于1990年4月24日在美國肯尼迪航天中心由“發現者”號航天飛機成功發射。哈勃空間望遠鏡的位置在地球的大氣層之上,因此影像不會受到大氣湍流的擾動,視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光,還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線,是天文史上最重要的儀器之一。類型屬于光學望遠鏡。
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發展歷史

規劃設計

哈勃空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)的歷(li)史可(ke)以(yi)追溯(su)至(zhi)1946年天(tian)(tian)文(wen)學家萊曼·斯必澤(Lyman Spitzer, Jr.)所提出的論文(wen):《在(zai)地(di)球之外(wai)的天(tian)(tian)文(wen)觀測優勢》。在(zai)文(wen)中,他指出在(zai)太空中的天(tian)(tian)文(wen)臺(tai)(tai)有兩(liang)項優于(yu)地(di)面天(tian)(tian)文(wen)臺(tai)(tai)的性能。首先,角分辨(bian)率(lv)(物體能被清楚分辨(bian)的最(zui)小分離角度(du))的極(ji)限(xian)將只(zhi)(zhi)受限(xian)于(yu)衍射,而(er)不(bu)是由造(zao)成星光閃(shan)爍(shuo)、動蕩(dang)不(bu)安的大氣所造(zao)成的視象(xiang)度(du)。在(zai)當時(shi),以(yi)地(di)面為基(ji)地(di)的望(wang)(wang)遠鏡(jing)解(jie)析力只(zhi)(zhi)有0.5-1.0弧秒,相(xiang)較下,只(zhi)(zhi)要口(kou)徑2.5米的望(wang)(wang)遠鏡(jing)就能達(da)到理論上衍射的極(ji)限(xian)值0.1弧秒。其次,在(zai)太空中的望(wang)(wang)遠鏡(jing)可(ke)以(yi)觀測被大氣層吸收殆盡的紅外(wai)線和(he)紫外(wai)線。

斯必澤以空(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)為(wei)事業(ye),致力于空(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)的(de)推展(zhan)。在1962年(nian),美國(guo)國(guo)家科學(xue)院在一(yi)份報告中推薦空(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)作為(wei)發展(zhan)太空(kong)(kong)計劃的(de)一(yi)部(bu)分,在1965年(nian),斯必澤被任命為(wei)一(yi)個科學(xue)委(wei)員會(hui)的(de)主任委(wei)員,該委(wei)員會(hui)的(de)目的(de)就是建造一(yi)架(jia)空(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)。

在(zai)(zai)(zai)第(di)二次世界大戰(zhan)時(shi),科學(xue)家利用發(fa)展火箭技術的(de)(de)同(tong)時(shi),曾經(jing)小規模(mo)的(de)(de)嘗(chang)試過以太(tai)空為基地(di)的(de)(de)天文學(xue)。在(zai)(zai)(zai)1946年(nian)(nian),首度觀(guan)(guan)察到了(le)(le)(le)太(tai)陽的(de)(de)紫外線光譜。英國在(zai)(zai)(zai)1962年(nian)(nian)發(fa)射(she)了(le)(le)(le)太(tai)陽望遠(yuan)鏡放置在(zai)(zai)(zai)軌道上,做為亞(ya)利安太(tai)空計劃的(de)(de)一(yi)(yi)部分。1966年(nian)(nian)NASA進(jin)行了(le)(le)(le)第(di)一(yi)(yi)個(ge)軌道天文臺(tai)(OAO)任務(wu),但第(di)一(yi)(yi)個(ge)OAO的(de)(de)電池(chi)在(zai)(zai)(zai)三天后就(jiu)失效,中(zhong)止了(le)(le)(le)這(zhe)項(xiang)任務(wu)了(le)(le)(le)。第(di)二個(ge)OAO在(zai)(zai)(zai)1968至1972年(nian)(nian)對恒星和星系進(jin)行了(le)(le)(le)紫外線的(de)(de)觀(guan)(guan)測(ce),比(bi)原先的(de)(de)計劃多(duo)工作了(le)(le)(le)一(yi)(yi)年(nian)(nian)的(de)(de)時(shi)間。

軌(gui)(gui)道天(tian)(tian)文臺任務展(zhan)示了(le)以太(tai)空(kong)為(wei)基地的天(tian)(tian)文臺在天(tian)(tian)文學上扮演的重要角色(se),因此在1968年(nian)NASA確定(ding)了(le)在太(tai)空(kong)中建造直徑3米反射(she)望遠鏡(jing)的計(ji)(ji)劃,當(dang)時(shi)(shi)暫時(shi)(shi)的名稱是大(da)型軌(gui)(gui)道望遠鏡(jing)或大(da)型空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)(LST),預計(ji)(ji)在1979年(nian)發(fa)射(she)。這個計(ji)(ji)劃強調須要有人(ren)進入(ru)太(tai)空(kong)進行維護(hu),才能(neng)確保這個所費不貸(dai)的計(ji)(ji)劃能(neng)夠延續夠長(chang)的工作時(shi)(shi)間(jian);并且同步發(fa)展(zhan)可(ke)以重復使用(yong)的航天(tian)(tian)飛機技術(shu),才能(neng)使前項計(ji)(ji)劃成為(wei)可(ke)行的計(ji)(ji)劃。

資金需求

軌道天文(wen)(wen)臺(tai)計劃(hua)的(de)(de)(de)(de)成功,鼓(gu)舞了(le)越(yue)來越(yue)強的(de)(de)(de)(de)公眾輿論支持,大型空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)應(ying)該是天文(wen)(wen)學領域內重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)目標(biao)(biao)。在1970年NASA設立了(le)兩個委員會,一(yi)個規劃(hua)空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)工程(cheng),另(ling)一(yi)個研究空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)任(ren)務的(de)(de)(de)(de)科學目標(biao)(biao)。在這之后(hou)(hou),NASA下(xia)一(yi)個需(xu)要(yao)排除的(de)(de)(de)(de)障礙就(jiu)(jiu)是資金的(de)(de)(de)(de)問(wen)題,因(yin)為這比任(ren)何(he)一(yi)個地面上的(de)(de)(de)(de)天文(wen)(wen)臺(tai)所耗費的(de)(de)(de)(de)資金都要(yao)龐大許多倍。美國的(de)(de)(de)(de)國會對空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)預(yu)算需(xu)求提(ti)出(chu)(chu)了(le)許多的(de)(de)(de)(de)質疑,為了(le)與(yu)裁(cai)軍所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)預(yu)算對抗(kang),當時就(jiu)(jiu)詳細的(de)(de)(de)(de)列出(chu)(chu)了(le)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)硬件需(xu)求以及后(hou)(hou)續發展所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)儀器。在1974年,在裁(cai)減政府開支的(de)(de)(de)(de)鼓(gu)動下(xia),杰拉爾德·福特剔(ti)除了(le)所有進行空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)預(yu)算。

為回(hui)應此,天文學(xue)家協調了(le)全國(guo)(guo)性的(de)游(you)說努力(li)。許多天文學(xue)家親自前往拜會(hui)(hui)眾(zhong)議員(yuan)和參議員(yuan),并且進行了(le)大規(gui)模的(de)信件和文字宣傳。國(guo)(guo)家科學(xue)院出(chu)版的(de)報告也強調空間望遠(yuan)鏡(jing)的(de)重要性,最后參議院決議恢復(fu)原先(xian)被國(guo)(guo)會(hui)(hui)刪(shan)除的(de)一(yi)半(ban)預算(suan)。

資金的(de)(de)(de)縮減導致目標項目的(de)(de)(de)減少(shao),鏡(jing)片的(de)(de)(de)口徑(jing)也(ye)由(you)3米縮為(wei)2.4米,以(yi)降低成本(ben)和更有效與緊(jin)密的(de)(de)(de)配置(zhi)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)硬件(jian)。原先計(ji)(ji)劃做為(wei)先期測(ce)(ce)試,放置(zhi)在(zai)衛星上(shang)的(de)(de)(de)1.5米空(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)也(ye)被(bei)取(qu)消了(le),對預算表示(shi)關切的(de)(de)(de)歐洲航天(tian)局也(ye)成為(wei)共(gong)同(tong)合作(zuo)的(de)(de)(de)伙伴。歐洲航天(tian)局同(tong)意(yi)提供經費和一些(xie)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)上(shang)需要的(de)(de)(de)儀器,像是做為(wei)動力(li)來源的(de)(de)(de)太陽能電池,回饋的(de)(de)(de)是歐洲的(de)(de)(de)天(tian)文學(xue)家可以(yi)使用不少(shao)于(yu)15%的(de)(de)(de)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)觀測(ce)(ce)時(shi)間(jian)(jian)。在(zai)1978年,美(mei)國(guo)國(guo)會(hui)撥付了(le)36,000,000元美(mei)金,讓大型空(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)開始設計(ji)(ji),并計(ji)(ji)劃在(zai)1983年發射(she)升空(kong)。在(zai)1980年初,望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)被(bei)命為(wei)哈(ha)勃,以(yi)紀念在(zai)20世紀初期發現宇宙(zhou)膨脹的(de)(de)(de)天(tian)文學(xue)家艾(ai)德溫·哈(ha)勃。

設計制造

空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡的(de)(de)計劃一(yi)經批準,計劃就被分割成(cheng)許多子計劃分送各(ge)機關執(zhi)行。馬(ma)歇(xie)爾(er)(er)太(tai)空(kong)(kong)飛(fei)(fei)行中(zhong)心(xin)(MSFC)負責設計、發(fa)展和(he)(he)建(jian)(jian)造(zao)(zao)望(wang)遠鏡,金(jin)石太(tai)空(kong)(kong)飛(fei)(fei)行中(zhong)心(xin)(GSFC)負責科學(xue)儀器的(de)(de)整體(ti)控制和(he)(he)地面的(de)(de)任務控制中(zhong)心(xin)。馬(ma)歇(xie)爾(er)(er)太(tai)空(kong)(kong)飛(fei)(fei)行中(zhong)心(xin)委托珀(po)金(jin)埃爾(er)(er)默(mo)設計和(he)(he)制造(zao)(zao)空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡的(de)(de)光學(xue)組件(jian),還有(you)精密定位傳感器(FGS),洛(luo)克希德被委托建(jian)(jian)造(zao)(zao)安裝望(wang)遠鏡的(de)(de)太(tai)空(kong)(kong)船。

組合安裝

望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)鏡(jing)子(zi)和光學(xue)系統是最關鍵(jian)的(de)(de)部分(fen),因此在(zai)(zai)設(she)計上有很嚴格的(de)(de)規范。一(yi)般的(de)(de)望(wang)遠鏡(jing),鏡(jing)子(zi)在(zai)(zai)拋光之(zhi)后(hou)的(de)(de)準確性大約是可(ke)見光波長(chang)的(de)(de)十(shi)分(fen)之(zhi)一(yi),但是因為空間望(wang)遠鏡(jing)觀(guan)測的(de)(de)范圍是從紫外線到(dao)(dao)近紅外線,所以(yi)需要(yao)比以(yi)前的(de)(de)望(wang)遠鏡(jing)更高(gao)十(shi)倍的(de)(de)解析力,它的(de)(de)鏡(jing)子(zi)在(zai)(zai)拋光后(hou)的(de)(de)準確性達到(dao)(dao)可(ke)見光波長(chang)的(de)(de)二十(shi)分(fen)之(zhi)一(yi),也就(jiu)是大約30納(na)米。

珀(po)金埃爾默(mo)刻(ke)意使用(yong)極(ji)端(duan)復雜的(de)(de)電腦(nao)控制(zhi)拋(pao)光(guang)機研磨(mo)鏡(jing)子,但卻在(zai)最尖端(duan)的(de)(de)技(ji)術上出了問題;柯達被委托使用(yong)傳統的(de)(de)拋(pao)光(guang)技(ji)術制(zhi)作一個備用(yong)的(de)(de)鏡(jing)子(柯達的(de)(de)這面(mian)鏡(jing)子永久保(bao)存在(zai)史密松寧學會)。1979年,珀(po)金埃爾默(mo)開始磨(mo)制(zhi)鏡(jing)片,使用(yong)的(de)(de)是(shi)超低(di)膨脹玻(bo)璃,為了將鏡(jing)子的(de)(de)重量降至最低(di),采(cai)用(yong)蜂窩(wo)格子,只有表面(mian)和底面(mian)各一吋是(shi)厚(hou)實的(de)(de)玻(bo)璃。

鏡子的(de)拋光從1979年開(kai)始持續到1981年5月(yue),拋光的(de)進度(du)已經落后并且(qie)(qie)超過了預算,這時NASA的(de)報(bao)告(gao)才開(kai)始對珀金埃(ai)爾默的(de)管理結(jie)構質疑。為(wei)了節約(yue)經費,NASA停止支(zhi)援鏡片的(de)制(zhi)作,并且(qie)(qie)將發射(she)日期延后至1984年10月(yue)。鏡片在1981年底全(quan)部(bu)完成,并且(qie)(qie)鍍(du)上了75納米(mi)厚的(de)鋁增強反(fan)射(she),和25納米(mi)厚的(de)鎂氟保護(hu)層。

因為在(zai)光學望遠鏡組合上(shang)的(de)(de)預算持(chi)續膨(peng)脹,進(jin)(jin)度也落后的(de)(de)情況(kuang)下,對珀金埃爾默(mo)能否勝任后續工作(zuo)的(de)(de)質疑繼(ji)續存在(zai)。為了回應(ying)被描述成“未定(ding)案和(he)善變的(de)(de)日(ri)(ri)報表”,NASA將發(fa)射(she)的(de)(de)日(ri)(ri)期再(zai)延(yan)(yan)至1985年(nian)的(de)(de)4月(yue)。但是,珀金埃爾默(mo)的(de)(de)進(jin)(jin)度持(chi)續地以每(mei)季增加一個月(yue)的(de)(de)速率惡化中,時(shi)間(jian)上(shang)的(de)(de)延(yan)(yan)遲也出現了每(mei)個工作(zuo)天都在(zai)持(chi)續落后的(de)(de)情況(kuang)。NASA被迫(po)延(yan)(yan)后發(fa)射(she)日(ri)(ri)期,先延(yan)(yan)至1986年(nian)3月(yue),然后又延(yan)(yan)至1986年(nian)9月(yue)。這時(shi)整(zheng)個計(ji)劃的(de)(de)總花費已經高(gao)達美金11億(yi)7500萬。

安置望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)和儀(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)太空船是主(zhu)要工(gong)程上的(de)(de)(de)(de)另一個挑戰。它(ta)必須能勝任與抵(di)擋在陽光與地球的(de)(de)(de)(de)陰影之間(jian)頻(pin)繁進出所造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)變化,還要極端的(de)(de)(de)(de)穩定并能長間(jian)的(de)(de)(de)(de)將望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)精確的(de)(de)(de)(de)對準目標。以多層絕緣材料制(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)遮蔽(bi)物能使(shi)望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)保(bao)持穩定,并且(qie)以輕質的(de)(de)(de)(de)鋁殼(ke)(ke)包(bao)圍住(zhu)望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)和儀(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)支(zhi)架。在外殼(ke)(ke)之內,石(shi)墨環(huan)氧的(de)(de)(de)(de)框架將校準好(hao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)儀(yi)(yi)器(qi)牢固的(de)(de)(de)(de)固定住(zhu)。

有一段時間(jian)用于安置(zhi)儀(yi)器和望遠鏡(jing)的(de)太空船(chuan)(chuan)(chuan)在建造(zao)上(shang)比光學望遠鏡(jing)的(de)組合來得順利,但(dan)洛克(ke)希(xi)德(de)仍(reng)然經(jing)歷了預算不(bu)足和進度(du)的(de)落后,在1985年的(de)夏天(tian)之前,太空船(chuan)(chuan)(chuan)的(de)進度(du)落后了5個月,而預算超出(chu)了30%。馬歇(xie)爾(er)太空飛行中心(xin)的(de)報告認(ren)為洛克(ke)希(xi)德(de)在太空船(chuan)(chuan)(chuan)的(de)建造(zao)上(shang)沒有采取主動,而且過度(du)依賴(lai)NASA的(de)指導。

在1983年(nian),空(kong)間望遠鏡科學協(xie)會(hui)(STScI)在經歷NASA與科學界之間的(de)權(quan)力爭(zheng)奪(duo)后成立。空(kong)間望遠鏡科學協(xie)會(hui)隸屬于美國大學天文研究聯盟 (AURA),這是由32個(ge)美國大學和7個(ge)國際會(hui)員組成的(de)單位,總部(bu)坐落在馬里蘭州巴(ba)爾地摩的(de)約翰·霍普金斯大學校園內。

空(kong)(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)科(ke)學協會(hui)負責空(kong)(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)操作和將數據(ju)交付給天(tian)文(wen)學家(jia)。美國(guo)國(guo)家(jia)航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天(tian)局(ju)(NASA)想(xiang)將之做(zuo)為內部的(de)(de)(de)組織(zhi),但是科(ke)學家(jia)依據(ju)科(ke)學界(jie)的(de)(de)(de)做(zuo)法(fa)將之規劃創立成研究單(dan)位(wei),由NASA位(wei)在馬里(li)蘭(lan)州(zhou)綠堤(di),空(kong)(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)科(ke)學協會(hui)南方48公里(li),的(de)(de)(de)哥達德太空(kong)(kong)飛行中心(xin)和承包廠商提供工程上的(de)(de)(de)支援。哈(ha)勃望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)每天(tian)24小時(shi)不間斷的(de)(de)(de)運(yun)作,由四個工作團(tuan)隊輪流負責操作。

空(kong)間望遠(yuan)鏡歐洲協調機構于1984年設立(li)在德國鄰(lin)近慕尼(ni)黑(hei)的(de)(de)(de)Garching bei München,為歐洲的(de)(de)(de)天文學家(jia)提供(gong)相似的(de)(de)(de)支援。

維護改進

1993年

在(zai)1990年4月哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡發射升空(kong)的(de)數星(xing)期后,研究人員發現從哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡傳回來(lai)的(de)圖(tu)(tu)片有(you)嚴(yan)重的(de)問題,獲得的(de)最佳圖(tu)(tu)像品質也遠低于當(dang)初(chu)的(de)期望(wang):點源的(de)影像被擴散成超(chao)過一弧秒半徑的(de)圓。

通過對圖樣缺(que)陷的分析顯示,問題來(lai)源于主鏡的形狀被磨(mo)錯(cuo)了。雖然這(zhe)個差異(yi)小于光的1/20波(bo)長, 鏡面與需要的位置(zhi)只差了微不足(zu)道的2微米,但(dan)這(zhe)個差別造成了災難(nan)性(xing)的球面像(xiang)差。這(zhe)樣來(lai)自鏡面邊(bian)緣(yuan)的反射光不能聚集在與中央的反射光相(xiang)同(tong)的焦點上。

1993年,奮進號(hao)執行了對(dui)哈勃空間(jian)望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)的(de)第一次維修,研究人員設計一個有相(xiang)(xiang)(xiang)同的(de)球(qiu)面像差,但(dan)功效相(xiang)(xiang)(xiang)反的(de)光(guang)(guang)學系統來抵消(xiao)錯誤(wu),相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)于配(pei)上一副能改正球(qiu)面像差的(de)眼(yan)鏡(jing)(jing)。用來改正球(qiu)面像差的(de)儀(yi)(yi)器稱(cheng)為空間(jian)望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)光(guang)(guang)軸(zhou)補償校正光(guang)(guang)學(COSTAR)。為了給COSTAR在望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)內提供位(wei)置,必(bi)須移除其中一件儀(yi)(yi)器,天文學家的(de)選(xuan)擇是犧牲高速光(guang)(guang)度計。

除此之外,廣(guang)域(yu)和(he)(he)行星(xing)照(zhao)相機被第二代廣(guang)域(yu)和(he)(he)行星(xing)照(zhao)相機以(yi)及(ji)內部的光學更(geng)新系(xi)統取代。另外,太陽能板和(he)(he)驅(qu)動的電(dian)(dian)子設備、四(si)個用于望遠(yuan)鏡定位(wei)的陀螺儀、二個控制盤、二個磁力計(ji)和(he)(he)其他的電(dian)(dian)子組件也被更(geng)換。

1997年

1997年(nian)2月,發現(xian)號在STS-82航次中執行了第二次維(wei)修(xiu)(xiu)任務(wu)。用 空間望遠鏡攝譜儀(STIS)和(he)近(jin)紅(hong)外線照(zhao)相機(ji)和(he)多目標分光儀(NICMOS)替換(huan)掉戈(ge)拉德高解析攝譜儀(GHRS)和(he)暗(an)天體攝譜儀(FOS)。修(xiu)(xiu)護(hu)絕熱毯,再提升哈(ha)勃(bo)的(de)軌道。

在維修(xiu)中出現的(de)(de)意外縮(suo)短了儀(yi)器(qi)的(de)(de)使(shi)用年限。安裝后吸熱(re)器(qi)的(de)(de)部分熱(re)擴(kuo)散意料之外地進入光學擋板,這額外增(zeng)加的(de)(de)熱(re)量導致(zhi)儀(yi)器(qi)的(de)(de)壽命由原先期望的(de)(de)4.5年縮(suo)短為2年。

1999年

第三(san)次維(wei)(wei)護任務仍然(ran)由發現(xian)號在(zai)1999年12月的(de)(de)STS-103航(hang)次中執行。在(zai)這(zhe)次維(wei)(wei)護中更(geng)換了全(quan)部的(de)(de)六臺陀(tuo)螺儀,也更(geng)換了一個精細導星傳感器(qi)和計(ji)算(suan)機,安裝(zhuang)一套組裝(zhuang)好的(de)(de)電壓/溫度改(gai)善工具(VIK)以防(fang)止電池的(de)(de)過熱,更(geng)換絕熱的(de)(de)毯子(zi)。新的(de)(de)計(ji)算(suan)器(qi)是能在(zai)低溫輻射下運作(zuo)的(de)(de)英特爾486,可以執行一些過去必(bi)須(xu)在(zai)地面處理的(de)(de)與(yu)太空船有(you)關(guan)的(de)(de)計(ji)算(suan)工作(zuo)。

2002年

第四次維護任務由(you)哥倫比亞號(hao)在2002年3月(yue)的(de)(de)STS-109航(hang)次執行,用先(xian)進巡天照相(xiang)機(ACS)替換了暗天體照相(xiang)機(FOC),更換了新的(de)(de)冷卻系統(tong)和太(tai)陽能板。哈勃(bo)的(de)(de)配電(dian)系統(tong)也(ye)被更新了,這是哈勃(bo)空間望遠鏡升空之(zhi)后,首度能完全的(de)(de)應用所(suo)獲(huo)得的(de)(de)電(dian)力。

2008年

在(zai)(zai)(zai)(zai)原本安排在(zai)(zai)(zai)(zai)2008年8月維修任務中,航天員將更換新的(de)(de)(de)電池和(he)陀(tuo)螺儀(yi),更換精細導星傳感器(FGS)并(bing)修理空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)影像(xiang)攝(she)譜儀(yi)(STIS)。并(bing)在(zai)(zai)(zai)(zai)保(bao)留(liu)先進巡天照相機的(de)(de)(de)同時,安裝二臺新的(de)(de)(de)儀(yi)器:宇宙起源頻(pin)譜儀(yi)和(he)第三代(dai)廣域照相機。然(ran)而NASA于(yu)2008年9月宣布哈(ha)勃空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)上的(de)(de)(de)數據處理系統出現嚴重故障(zhang),無法正常存(cun)儲觀測數據并(bing)傳回地球,而且由于(yu)哈(ha)勃太(tai)空任務高度與國(guo)際太(tai)空站距(ju)離(li)十分遠,太(tai)空人在(zai)(zai)(zai)(zai)緊急情況下未能找到有效安全避難處,這使得維護哈(ha)勃望(wang)遠鏡(jing)變為一項極度危(wei)險的(de)(de)(de)任務。

2009年

美國東部時(shi)(shi)間(jian)(jian)2009年5月11日14點01分,美國“阿特(te)蘭蒂(di)斯”號航天(tian)飛(fei)機從(cong)佛羅(luo)里達州肯尼迪航天(tian)中心發射(she)升空(kong)(kong)。在此次(ci)太空(kong)(kong)之旅中,機上的(de)7名宇(yu)航員通過5次(ci)太空(kong)(kong)行(xing)走(zou)對哈勃(bo)太空(kong)(kong)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)進行(xing)了(le)最(zui)(zui)后(hou)(hou)一次(ci)維護(hu),為其更(geng)換(huan)(huan)了(le)大量設備和輔助(zhu)儀(yi)器(qi)(qi),這些更(geng)新(xin)(xin)主要包括:用(yong)第三代廣域照相機(WFC3)取代WFPC2;安裝(zhuang)新(xin)(xin)的(de)宇(yu)宙起源頻譜(pu)儀(yi)(COS)、取回該處(chu)的(de)COSTAR光(guang)學矯正系統(tong);修(xiu)復損(sun)壞的(de)先進巡天(tian)照相機(ACS);修(xiu)復損(sun)壞的(de)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)攝(she)譜(pu)儀(yi)(STIS);替換(huan)(huan)損(sun)壞的(de)精細(xi)導(dao)星傳感器(qi)(qi)(FGS);更(geng)換(huan)(huan)科(ke)學儀(yi)器(qi)(qi)指令和數據處(chu)理系統(tong)(SIC&DH);更(geng)換(huan)(huan)全部的(de)電池模組(zu);更(geng)換(huan)(huan)所有的(de)6個陀螺(luo)儀(yi)和3組(zu)定位傳感器(qi)(qi)(RSU);更(geng)換(huan)(huan)對接(jie)環、安裝(zhuang)全新(xin)(xin)的(de)絕熱毯(tan)(NBOL)、補(bu)充制(zhi)冷劑等(deng)等(deng)。而這將會(hui)是哈勃(bo)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)最(zui)(zui)后(hou)(hou)一次(ci)的(de)維護(hu)任務(wu),會(hui)將哈勃(bo)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)壽命延長(chang)至(zhi)2013年后(hou)(hou)。屆時(shi)(shi)發射(she)的(de)詹(zhan)姆斯·韋伯空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)能接(jie)續(xu)哈勃(bo)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)天(tian)文任務(wu)。

設計原理

大氣層中的大氣湍流與散射,以及會吸收紫外線的臭氧層,這些因(yin)素(su)都(dou)限(xian)定(ding)了(le)地(di)面上望遠鏡做進一步的(de)(de)觀(guan)測。太空(kong)望遠鏡的(de)(de)出(chu)現(xian)使天文學(xue)家成(cheng)功(gong)地(di)擺脫地(di)面條(tiao)件的(de)(de)限(xian)制,并(bing)獲得(de)更(geng)加(jia)清晰(xi)與(yu)更(geng)廣泛波(bo)段的(de)(de)觀(guan)測圖像(xiang)。

空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡的概念最早(zao)出現上個世紀40年(nian)代,但一直到上個世紀90年(nian)代,哈(ha)勃空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡才正式發射升(sheng)空(kong),并觀測迄今。

哈(ha)勃空間望(wang)遠鏡屬于(yu)美(mei)國航(hang)空航(hang)天局(NASA)與歐(ou)洲航(hang)天局(ESA)的合(he)作(zuo)項目(mu),其主要(yao)目(mu)標(biao)是建立一(yi)個能長期(qi)在太空中進行(xing)觀測的軌(gui)道天文臺。它的名(ming)字(zi)來源于(yu)美(mei)國著名(ming)天文學家埃德(de)溫(wen)·哈(ha)勃。

1990年4月25日,由(you)美國(guo)航天飛機送上太(tai)空(kong)軌道(dao)的(de)(de) “哈勃”望遠(yuan)鏡長13.3米,直徑4.3米,重(zhong)11.6噸(dun),造價近30億美元(yuan)。它以2.8萬公里的(de)(de)時(shi)速沿太(tai)空(kong)軌道(dao)運行(xing),清晰度是(shi)地面天文望遠(yuan)鏡的(de)(de)10倍以上。同時(shi),由(you)于沒有大氣湍(tuan)流的(de)(de)干擾,它所獲得(de)的(de)(de)圖(tu)像和光譜(pu)具有極高的(de)(de)穩(wen)定性和可重(zhong)復性。

哈勃空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡得(de)到的數(shu)據(ju)首先被儲存在(zai)航(hang)天(tian)器中(zhong)。在(zai)哈勃空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡最開始發射時,儲存數(shu)據(ju)設施是老式(shi)的卷帶(dai)式(shi)錄音機。但這些(xie)設備(bei)在(zai)之后的維修(xiu)任務(wu)中(zhong)得(de)到了替(ti)換。每天(tian)哈勃空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡大約分兩次(ci)將(jiang)數(shu)據(ju)傳(chuan)送至地球同步軌道跟蹤與數(shu)據(ju)中(zhong)繼(ji)(ji)衛星系統,然后數(shu)據(ju)再被繼(ji)(ji)續發送至位于新墨西哥的白沙(sha)測試(shi)設備(bei),通過位于白沙(sha)測試(shi)設備(bei)的60英尺(18米)直(zhi)徑的高增(zeng)益微波電線之一,信息最后被傳(chuan)送到戈達(da)德太空(kong)(kong)飛行中(zhong)心和(he)太空(kong)(kong)望(wang)遠(yuan)鏡科學研究所處存檔。

傳送來的數(shu)據必(bi)須要(yao)經(jing)過一系列處理才能為天文學(xue)家所用。空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡研究所開(kai)發(fa)了(le)一套軟(ruan)件(jian),能夠自(zi)動(dong)地對數(shu)據進行校正(zheng)。然(ran)后空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡研究所將利用STSDAS (Space Telescope Science Data Analysis System) 軟(ruan)件(jian)來選取所需要(yao)的數(shu)據。

哈(ha)(ha)勃望遠(yuan)鏡(jing)幫助科學(xue)家對宇(yu)宙的(de)(de)研(yan)究(jiu)有了更深的(de)(de)了解。然而,由于美(mei)國(guo)航(hang)空(kong)航(hang)天局將哈(ha)(ha)勃SM4確定為(wei)最后一(yi)次維修任(ren)(ren)務,因此,哈(ha)(ha)勃的(de)(de)退役(yi)在即,而它新的(de)(de)繼任(ren)(ren)者(zhe)詹姆斯·韋伯(bo)太空(kong)望遠(yuan)鏡(jing)(JWST)將發射升(sheng)空(kong),并逐(zhu)步接替哈(ha)(ha)勃太空(kong)望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)工(gong)作。

詹姆斯·韋伯太(tai)空望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(James Webb Space Telescope,縮(suo)寫JWST)是(shi)計(ji)劃中的紅外(wai)線觀測用(yong)(yong)太(tai)空望遠(yuan)鏡(jing)(jing)。作(zuo)為(wei)將(jiang)于(yu)2010年結(jie)束觀測活動(dong)的哈(ha)勃(bo)太(tai)空望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的后續(xu)機(ji),計(ji)劃于(yu)2011年發射升空。但(dan)因(yin)為(wei)制造方面(mian)的問題,不(bu)得不(bu)延遲到(dao)(dao)2013年升空,因(yin)此(ci),哈(ha)勃(bo)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)也(ye)(ye)不(bu)得不(bu)冒險進行修補以繼續(xu)服役。因(yin)為(wei)費用(yong)(yong)已經升到(dao)(dao)了80億(yi)美(mei)元(yuan),鏡(jing)(jing)片也(ye)(ye)已經從原計(ji)劃的8米(mi)縮(suo)水(shui)為(wei)6.5米(mi)。這視為(wei)觀察宇(yu)宙最(zui)遙遠(yuan)的地(di)方,也(ye)(ye)就是(shi)宇(yu)宙大爆炸的第一縷(lv)光線的最(zui)低要求(qiu)了。系歐洲空間局(ju)(ESA)和美(mei)國(guo)宇(yu)航局(ju)(NASA)的共同運用(yong)(yong)計(ji)劃,放置于(yu)太(tai)陽-地(di)球(qiu)的第二(er)拉格朗(lang)日點。

2015年4月21日,哈勃(bo)望遠鏡距離地面約340英里(約合547公(gong)里),繞地球公(gong)轉一周耗時(shi)97分(fen)鐘。 

組成部分

光學系統

望遠鏡(jing)的(de)(de)光(guang)學部分是整個儀器(qi)的(de)(de)心(xin)(xin)臟(zang)。它采用卡(ka)塞格林式反(fan)(fan)射(she)(she)(she)系統,由(you)兩個雙曲面反(fan)(fan)射(she)(she)(she)鏡(jing)組(zu)成(cheng),一個是口徑2.4米的(de)(de)主鏡(jing)、另一個是裝在主鏡(jing)前(qian)約4.5米處(chu)的(de)(de)副鏡(jing),口徑0.3米。投(tou)射(she)(she)(she)到(dao)主鏡(jing)上(shang)的(de)(de)光(guang)線首(shou)先(xian)反(fan)(fan)射(she)(she)(she)到(dao)副鏡(jing)上(shang),然后再(zai)由(you)副鏡(jing)射(she)(she)(she)向主鏡(jing)的(de)(de)中(zhong)心(xin)(xin)孔(kong),穿過中(zhong)心(xin)(xin)孔(kong)到(dao)達主鏡(jing)的(de)(de)焦面上(shang)形成(cheng)高(gao)質量的(de)(de)圖像,供各種科學儀器(qi)進(jin)行精密處(chu)理,得出來的(de)(de)數據(ju)通過中(zhong)繼衛星系統發回地(di)面。

廣域和行星照相機

廣域和行(xing)星(xing)照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(WF/PC)原先計劃是光(guang)學(xue)(xue)觀(guan)測使用的(de)(de)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)。由NASA的(de)(de)噴(pen)射(she)推進(jin)實驗室制造,附有一套(tao)(tao)由48片(pian)光(guang)學(xue)(xue)濾鏡組成,可(ke)以(yi)篩選特殊的(de)(de)波段進(jin)行(xing)天體(ti)物理學(xue)(xue)的(de)(de)觀(guan)察(cha)。整套(tao)(tao)儀器(qi)使用8片(pian)CCD,做出了兩架(jia)照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji),每一架(jia)使用4片(pian)CCD。廣域照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(WFC)因(yin)為視野較廣,在解(jie)像力(li)上有所損失,但可(ke)對光(guang)度微(wei)弱(ruo)的(de)(de)天體(ti)進(jin)行(xing)全景觀(guan)測。而(er)行(xing)星(xing)照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(PC)行(xing)星(xing)照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)每個畫素的(de)(de)解(jie)析力(li)為0.043弧秒,擁有比WFC長(chang)的(de)(de)焦距成像,所以(yi)有較高(gao)的(de)(de)放大率(lv),可(ke)以(yi)與廣域照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)互補,用于高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)(de)觀(guan)測。

在(zai)1993年(nian)12月(yue)STS-61的(de)維修任(ren)務中,廣(guang)域和行(xing)星(xing)照相(xiang)機被新的(de)第(di)(di)二代替換(huan),為了避免混淆(xiao),通(tong)常WFPC就是第(di)(di)一代的(de)廣(guang)域和行(xing)星(xing)照相(xiang)機,新機稱為WFPC-2。

1995年4月1日哈勃(bo)空間(jian)望遠(yuan)鏡上(shang)的(de)(de)(de)大視(shi)場和(he)行星照相(xiang)機(ji)2(WFPC2)拍攝了鷹(ying)狀星云(yun)的(de)(de)(de)照片(pian)。就像普(pu)通的(de)(de)(de)數(shu)碼(ma)相(xiang)機(ji)一(yi)樣,WFPC2也使用(yong)電荷耦(ou)合器件(jian)(CCD)而不是(shi)(shi)膠卷來記錄影像。CCD是(shi)(shi)一(yi)個由光(guang)敏器件(jian)組成的(de)(de)(de)陣列,其中最小的(de)(de)(de)單元被稱為(wei)“像素”。而它的(de)(de)(de)作用(yong)則是(shi)(shi)把接(jie)收(shou)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)光(guang)信(xin)號轉化成電信(xin)號。如下(xia)面會看到(dao)(dao)的(de)(de)(de),在得(de)到(dao)(dao)最終絢麗圖像的(de)(de)(de)過(guo)程中最艱巨的(de)(de)(de)工(gong)作就是(shi)(shi)從(cong)相(xiang)機(ji)本身(shen)產生的(de)(de)(de)干擾信(xin)號中分離(li)出那些有用(yong)的(de)(de)(de)信(xin)號,并且將這(zhe)些信(xin)號轉化成對天空中某(mou)一(yi)點的(de)(de)(de)位置和(he)亮度測量。

WFPC2事實(shi)上是(shi)由4架相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)組成(cheng)的(de)(de)(de)——3架大視場(chang)照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(WF)和1架行星照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(PC1)。除了(le)PC1之(zhi)外,其余每架相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)所(suo)拍(pai)(pai)攝的(de)(de)(de)圖像都占據了(le)照(zhao)(zhao)片的(de)(de)(de)四分之(zhi)一。而PC1所(suo)拍(pai)(pai)攝的(de)(de)(de)是(shi)局域(yu)的(de)(de)(de)放大影像,這(zhe)使(shi)得(de)(de)天文學家可以在右上角(jiao)看(kan)到局部更微小(xiao)的(de)(de)(de)細節。但是(shi)最終(zhong)的(de)(de)(de)圖像會先按比(bi)例把(ba)PC1所(suo)拍(pai)(pai)攝的(de)(de)(de)圖像縮小(xiao)到和其他(ta)3架相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)程度,這(zhe)就導致了(le)“哈勃”WFPC2所(suo)拍(pai)(pai)攝的(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)片總(zong)會缺個(ge)角(jiao)。WFPC2的(de)(de)(de)視場(chang)大約包含(han)了(le)1600×1600個(ge)像素(su),這(zhe)使(shi)得(de)(de)它大致相(xiang)(xiang)當(dang)于(yu)一臺250萬像素(su)的(de)(de)(de)數碼相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)。而且WFPC2所(suo)拍(pai)(pai)攝的(de)(de)(de)圖像也不(bu)是(shi)真彩色(se)的(de)(de)(de),不(bu)過它所(suo)能看(kan)到的(de)(de)(de)景象比(bi)起(qi)彩色(se)膠卷來更接近于(yu)肉眼。 

WFPC-2本身也將(jiang)在第(di)四次維修任務中被(bei)在1997年開始(shi)研發的WFC-3替(ti)換。

戈達德高解析攝譜儀

戈達德(de)高解析(xi)攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi)(GHRS)是(shi)被用于(yu)紫外(wai)線波(bo)段(duan)的攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi),由(you)戈達德(de)太空(kong)中(zhong)心(xin)制造,可以(yi)達到90,000的光譜(pu)(pu)分辨率,同時也為(wei)FOC和FOS選擇適(shi)宜觀測(ce)的目標。它舍棄(qi)了CCD,使用數(shu)(shu)位光子計數(shu)(shu)器作為(wei)檢測(ce)裝(zhuang)置。在(zai)1997年2月的哈(ha)勃(bo)維護任務中(zhong)被太空(kong)望遠(yuan)鏡影像攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi)(STIS)取代。

高速光度計

高(gao)(gao)速(su)光度(du)計(ji)(HSP)能夠(gou)快速(su)的(de)(de)測量天體的(de)(de)光度(du)變(bian)化和偏極性。它可(ke)(ke)以每10微(wei)秒在紫外(wai)線(xian)(xian)、可(ke)(ke)見光和近紅外(wai)線(xian)(xian)的(de)(de)波段(duan)上測量一次光度(du),因(yin)此(ci)用(yong)(yong)于(yu)在可(ke)(ke)見光和紫外(wai)線(xian)(xian)波段(duan)上觀測變(bian)星,精(jing)確度(du)至(zhi)少可(ke)(ke)以達到(dao)2%。 高(gao)(gao)速(su)光度(du)計(ji)因(yin)為主鏡(jing)的(de)(de)光學問題,自(zi)升空(kong)以來一直未能成功(gong)使用(yong)(yong)。1993年12月(yue),在第一次的(de)(de)哈勃維(wei)護任務中,它被用(yong)(yong)于(yu)矯正其(qi)他儀器的(de)(de)光學問題的(de)(de)太空(kong)望(wang)遠鏡(jing)光軸補償校正光學(COSTAR)替換掉。

暗天體照相機

暗天體照相(xiang)機的觀測波段在115至650納米,它(ta)在2002年被先進巡(xun)天照相(xiang)機(ACS)取代。

暗天體攝譜儀

暗天體攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi)是觀(guan)測(ce)波長在(zai)1150至8500埃的攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi)。在(zai)1997年第(di)二次哈勃(bo)維(wei)護任務中(zhong)被太空(kong)望遠鏡影像攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi)(STIS)取代。FOC和FOS都是哈勃(bo)空(kong)間望遠鏡上(shang)分辨率最高的儀(yi)器(qi)。這三(san)個儀(yi)器(qi)都舍棄了CCD,使用數(shu)(shu)位(wei)光(guang)子計數(shu)(shu)器(qi)做為檢(jian)測(ce)裝置(zhi)。FOC是由(you)歐洲航天局制造, FOS則由(you)Martin Marietta公司制造。

其他儀器

最(zui)后一件(jian)儀器是由(you)威斯康辛麥(mai)迪遜大學設計制造的HSP,它用于在(zai)可見(jian)光(guang)和(he)紫外光(guang)的波段上觀測(ce)變(bian)星,和(he)其(qi)他被(bei)篩選出的天體在(zai)亮(liang)度(du)上的變(bian)化(hua)。它的光(guang)度(du)計每秒鐘可以(yi)偵測(ce)100,000次,精確度(du)至少可以(yi)達(da)到2%。

哈(ha)勃空間望(wang)遠(yuan)鏡的(de)導引(yin)系統也可以(yi)做(zuo)為科學儀器(qi)(qi),它(ta)的(de)三個精(jing)細導星傳感(gan)器(qi)(qi)(FGS)在觀測期間主要用于保(bao)持望(wang)遠(yuan)鏡指(zhi)向(xiang)的(de)準確性(xing), 但也能用于進(jin)行非(fei)常準確的(de)天體測量(liang),測量(liang)的(de)精(jing)確度達到(dao) 0.0003弧秒。

性能數據

哈勃空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)的一些基(ji)本數據,由為NASA運營哈勃的空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)研究所(suo)(STScI)提供。

望遠鏡尺寸

長:43.5英尺(13.2米)

重:24500磅(bang)(11110千克(ke))

最大(da)直(zhi)徑(jing):14英尺(4.2米(mi))

任務數據

發(fa)射(she):1990年4月24日從(cong)發(fa)現號航天飛機(ji)(ji)發(fa)射(she)(第31次航天飛機(ji)(ji)任務STS-31)

進入預定位(wei)置:1990年4月25日

維(wei)護任(ren)務1:1993年12月

維護任務(wu)2:1997年2月

維護(hu)任務(wu)3A:1999年(nian)12月

維(wei)護任(ren)務3B:2002年2月

維護任(ren)務(wu)4:2009年5月

空間飛行數據

軌道:平均(jun)高度(du)307海(hai)里(569千米或353英里),軌道傾角28.5度(du)

軌(gui)道周期:97分鐘

速度:17500英里每(mei)小(xiao)時(shi)(28000千米每(mei)小(xiao)時(shi))

數據數據

哈勃每周(zhou)傳輸約(yue)120千兆字節(GB)的(de)科學數(shu)(shu)據(ju)(ju)。約(yue)合(he)在(zai)一個書架上(shang)擺放3600英尺(1097米)高的(de)書籍所包含的(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)量(liang)。圖片和(he)數(shu)(shu)據(ju)(ju)儲存(cun)在(zai)磁(ci)光盤上(shang)。

動力

能量源:太陽

機制:兩(liang)個25英尺太陽能電池(chi)板(ban)

功率(lv):2800瓦特

電池:6個(ge)(ge)鎳氫電池,約合20個(ge)(ge)汽車電池的容量

光學部件

主鏡(jing)直徑:94.5英寸(2.4米)

主鏡重量(liang):1825磅(828千克)

次鏡直(zhi)徑:12英寸(0.3米)

次鏡重(zhong)量:27.4磅(12.3千克) 

數據

從1990年(nian)到2015年(nian)4月,哈勃望(wang)遠鏡在地球軌道上運行了接近13萬(wan)7千(qian)圈,累計(ji)54億公里,執行了120多(duo)萬(wan)次觀測(ce)任(ren)務,觀察(cha)了超過38,000個天體。

哈勃望遠鏡觀測到的(de)目標中最遠的(de)是距地球130億(yi)光年(nian)的(de)原始星系,這些(xie)星系的(de)發出光芒來自(zi)大爆炸后剛剛形成的(de)宇宙早期。 

平均每個(ge)月,哈(ha)勃都(dou)會產(chan)生829G觀測(ce)數據,累(lei)計已(yi)超過(guo)100T。 

在執行任務的(de)(de)早期(qi),哈勃(bo)望遠鏡證(zheng)明了大質(zhi)量黑洞在宇(yu)宙中(zhong)普遍(bian)存在——大多出現在星(xing)系(xi)的(de)(de)中(zhong)央位置。同(tong)時,天(tian)文學(xue)家還在它的(de)(de)幫助下,觀測到宇(yu)宙膨脹的(de)(de)精確數據(ju),從而推(tui)算出宇(yu)宙年齡為138億年(誤差不超(chao)過3%)。 

在這一(yi)過程中,“暗能量”這個如今在科學界頻頻出現的(de)(de)神(shen)秘概念,逐漸為人們所(suo)知曉。而(er)且在“大爆炸”之后(hou),另一(yi)個非常關鍵(jian)的(de)(de)“暴(bao)漲”階段對于(yu)我們宇宙的(de)(de)結構同樣起著決定性的(de)(de)作用(yong)。 

截至2015年4月,直接或間(jian)接通過(guo)哈(ha)勃望遠鏡(jing)的成(cheng)果(guo)而發表的科學論文數目,達(da)到12800篇,包括幾項問鼎諾貝爾獎的成(cheng)果(guo)。 

古老星系

2013年10月,哈勃(bo)太空望遠鏡發現了可能是宇宙中測量距離上(shang)最遙(yao)遠的(de)星(xing)系,來(lai)自德克(ke)薩斯(si)大學等研(yan)究人員(yuan)通過MOSFIRE攝譜儀精確測量了該星(xing)系的(de)距離,其大約存在(zai)于宇宙大爆炸后(hou)的(de)7億年左右。

宇宙年齡

哈(ha)勃(bo)空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡對(dui)(dui)造(zao)(zao)父(fu)變星(xing)的(de)觀測(ce)(ce)為哈(ha)勃(bo)常數的(de)精確測(ce)(ce)量提供了(le)保證(zheng)。哈(ha)勃(bo)的(de)精細導(dao)星(xing)傳(chuan)感器對(dui)(dui)造(zao)(zao)父(fu)變星(xing)進行了(le)直接的(de)視差測(ce)(ce)量,大(da)大(da)削減了(le)用(yong)造(zao)(zao)父(fu)變星(xing)周光(guang)關系推(tui)算距(ju)離的(de)不(bu)確定性(xing)。在(zai)哈(ha)勃(bo)空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡之(zhi)前(qian),觀測(ce)(ce)得到的(de)哈(ha)勃(bo)常數有1-2倍的(de)差異,但是在(zai)有了(le)新的(de)造(zao)(zao)父(fu)變星(xing)觀測(ce)(ce)之(zhi)后宇宙(zhou)距(ju)離尺度的(de)不(bu)確定性(xing)猛然下降到了(le)大(da)約只有10%,從而對(dui)(dui)宇宙(zhou)的(de)擴張速率和年齡有更正確的(de)認(ren)知。

恒星形成

哈(ha)勃空(kong)間望遠鏡還有助于研(yan)究(jiu)諸如獵戶星云(yun)之類的(de)恒星形成區。通(tong)過哈(ha)勃空(kong)間望遠鏡對獵戶星云(yun)的(de)早期觀(guan)測(ce)(ce)發現,其中聚集了許多被濃密氣體和(he)塵埃(ai)盤包裹的(de)年輕恒星。盡(jin)管已(yi)經從理論(lun)上和(he)甚大天線陣的(de)觀(guan)測(ce)(ce)中推測(ce)(ce)出(chu)來(lai)了這些(xie)盤的(de)存在,但是直到(dao)哈(ha)勃所拍攝的(de)高分辨率(lv)照(zhao)片才第(di)一次(ci)直接揭示出(chu)了這些(xie)盤的(de)結構和(he)物理性質。

恒星死亡

哈勃(bo)的(de)(de)觀(guan)測還在(zai)(zai)超新星(xing)爆(bao)發和γ射線暴之間建立起了(le)聯(lian)系。通過哈勃(bo)對γ射線暴余輝(hui)的(de)(de)觀(guan)測,研究人員把這些暴發鎖定在(zai)(zai)了(le)河外星(xing)系中的(de)(de)大質量(liang)(liang)恒星(xing)形成(cheng)區。由此哈勃(bo)望(wang)遠鏡(jing)也令人信服地證明了(le)這些劇烈的(de)(de)爆(bao)發和大質量(liang)(liang)恒星(xing)死(si)亡的(de)(de)直接聯(lian)系。

黑洞

哈(ha)勃(bo)空間(jian)(jian)望遠鏡(jing)最(zui)早的(de)(de)核心計劃之(zhi)一(yi)就是要(yao)建立起由黑(hei)洞驅動的(de)(de)類星(xing)(xing)體(ti)和星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)關系(xi)(xi)(xi)。之(zhi)后,通過(guo)它們對(dui)周圍(wei)恒(heng)星(xing)(xing)的(de)(de)引(yin)力作用,針(zhen)對(dui)“哈(ha)勃(bo)”所獲得的(de)(de)近(jin)距星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)光譜的(de)(de)動力學模型證實了黑(hei)洞的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)。這些研究也導(dao)致了對(dui)十幾(ji)個星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)中(zhong)央黑(hei)洞質(zhi)(zhi)量的(de)(de)可靠(kao)測量,揭示(shi)出(chu)了黑(hei)洞質(zhi)(zhi)量和星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)核球質(zhi)(zhi)量之(zhi)間(jian)(jian)極為(wei)緊密的(de)(de)聯(lian)系(xi)(xi)(xi)。2011年11月8日,借助(zhu)哈(ha)勃(bo)空間(jian)(jian)望遠鏡(jing),天文(wen)學家(jia)們首次拍攝(she)到圍(wei)繞遙遠黑(hei)洞存(cun)(cun)在(zai)的(de)(de)盤(pan)狀(zhuang)(zhuang)構(gou)造。這個盤(pan)狀(zhuang)(zhuang)結(jie)構(gou)由氣(qi)體(ti)和塵埃(ai)構(gou)成,并且(qie)正處于不斷下降進入黑(hei)洞中(zhong)被(bei)消(xiao)耗的(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)。當這些物質(zhi)(zhi)落入黑(hei)洞的(de)(de)一(yi)瞬(shun)間(jian)(jian),它們將釋放巨大(da)的(de)(de)能量,形成一(yi)種宇(yu)宙射電信號源,稱為(wei)“類星(xing)(xing)體(ti)”。

暗物質

2012年3月,美國宇航局(ju)“哈勃”太空望遠鏡在(zai)距(ju)離地球24億光年的“阿貝爾520”星系(xi)團中(zhong)(zhong)再次發現了(le)一(yi)(yi)個巨大的暗(an)物質(zhi)塊。這一(yi)(yi)異常發現令天文學家(jia)百思不得其解,并懷疑暗(an)物質(zhi)塊中(zhong)(zhong)可能藏有一(yi)(yi)個神秘的“暗(an)物質(zhi)核心”。

研究(jiu)人員介紹說,在(zai)距(ju)離(li)(li)地球24億光年的(de)遙遠星(xing)系(xi)團(tuan)“阿(a)貝(bei)爾520”中(zhong),星(xing)系(xi)發生碰(peng)撞后,從星(xing)系(xi)中(zhong)分(fen)離(li)(li)出來的(de)暗(an)物質可能在(zai)星(xing)系(xi)周(zhou)圍(wei)聚集形成一(yi)個“暗(an)物質核心”。由(you)于暗(an)物質被(bei)認(ren)為是(shi)(shi)(shi)將星(xing)系(xi)結合成一(yi)體的(de)神秘(mi)“膠水”,因此這種現(xian)象(xiang)本不應該存在(zai)。現(xian)象(xiang)的(de)問題是(shi)(shi)(shi),如果暗(an)物質被(bei)認(ren)為是(shi)(shi)(shi)將星(xing)系(xi)結合成一(yi)體的(de)神秘(mi)“膠水”,那么星(xing)系(xi)碰(peng)撞后它們仍(reng)然可以將星(xing)系(xi)“粘合”在(zai)一(yi)起。

這(zhe)(zhe)一異(yi)常現象最早發現于2007年。由(you)于這(zhe)(zhe)一現象過于異(yi)常,因此(ci)許多天文學(xue)家都將其作為一種假象而不(bu)予理(li)會。然而,“哈(ha)勃”太空(kong)望遠鏡最新的(de)觀(guan)測結果證實,“阿貝爾(er)520”星(xing)系團中的(de)暗物(wu)質(zhi)和星(xing)系是分開的(de)。“哈(ha)勃”太空(kong)望遠鏡觀(guan)測圖像(xiang)藍(lan)綠色區域顯示,一個巨大的(de)暗物(wu)質(zhi)塊位(wei)于熾熱的(de)氣體(ti)附近,但該區域幾乎看不(bu)到星(xing)系。

異常現(xian)象的再一次發(fa)現(xian),讓天文(wen)學家們不得不對(dui)其重(zhong)視起來并(bing)重(zhong)新思考(kao)它的原理。暗物質(zhi)最早發(fa)現(xian)于大約80年前(qian),被認為是將星系(xi)結合成(cheng)一體的“引力膠水”。事(shi)實上,天文(wen)學家對(dui)暗物質(zhi)仍然知之甚少。“哈勃”太空望遠鏡(jing)研究項目首席科學家、加利福尼(ni)亞大學天文(wen)學家詹姆斯-吉表示,“這一結果令人(ren)困(kun)惑(huo)。暗物質(zhi)的行為無法預測,很(hen)難說清(qing)它的原理。”

對于這(zhe)一(yi)異常發現,研(yan)究團(tuan)隊提出了數種解(jie)釋,但最(zui)終每一(yi)種解(jie)釋都會讓天文學(xue)家更為困惑。研(yan)究團(tuan)隊成員(yuan)、美國加州舊金山州立(li)大學(xue)科學(xue)家安迪謝(xie)-馬哈達維曾經是2007年對“阿貝(bei)爾520”星系團(tuan)首次觀(guan)測項目的(de)負責人(ren),他(ta)表示,“這(zhe)會讓你越(yue)來越(yue)困惑,越(yue)陷越(yue)深。”

對于(yu)(yu)這種(zhong)矛盾現象,一(yi)個(ge)可能的解(jie)釋就(jiu)是,“阿貝(bei)爾520”星系團是三個(ge)星系團之間(jian)復雜的交(jiao)互體,而(er)不僅僅是兩個(ge)碰撞系統(tong)。另一(yi)種(zhong)可能就(jiu)是,“暗物質核心”中包含有許多星系,但(dan)是由于(yu)(yu)它(ta)們(men)過于(yu)(yu)暗淡而(er)無法觀測到,甚至“哈勃(bo)”太空望遠鏡都無法看到。

有水行星

2013年12月(yue)3日,美國航天局宣布,天文學家利用哈勃太空(kong)望遠鏡在太陽系(xi)外(wai)(wai)發現5顆行(xing)(xing)星,它們(men)的(de)大氣(qi)(qi)層中都(dou)有水(shui)存在的(de)跡象(xiang)。此前也曾(ceng)觀(guan)測到少數大氣(qi)(qi)層中有水(shui)存在跡象(xiang)的(de)系(xi)外(wai)(wai)行(xing)(xing)星,但這是(shi)首(shou)次能確(que)定性地(di)測量多個系(xi)外(wai)(wai)行(xing)(xing)星的(de)大氣(qi)(qi)光譜信號特(te)征與強度,并進行(xing)(xing)比較。

這5顆行(xing)星(xing)分(fen)別叫(jiao)做(zuo)WASP-17b、HD209458b、WASP-12b、WASP-19b與XO-1b,它們的(de)體(ti)積比地(di)球(qiu)大得多(duo),屬于(yu)“熱(re)木星(xing)”型(xing)行(xing)星(xing),即大小與木星(xing)相當,但溫(wen)度極高、運行(xing)軌道距(ju)其繞(rao)行(xing)恒星(xing)非常近的(de)氣態(tai)巨行(xing)星(xing)。

研究人員利(li)用哈勃的(de)廣角(jiao)照相機,觀(guan)測(ce)這(zhe)些(xie)行(xing)(xing)星(xing)(xing)大氣層吸收光(guang)線的(de)細節特征,結果發現,盡管(guan)5顆行(xing)(xing)星(xing)(xing)都(dou)有(you)水存在的(de)跡象,但信號均弱于預(yu)期,他們懷(huai)疑這(zhe)是因為這(zhe)些(xie)行(xing)(xing)星(xing)(xing)的(de)大氣中有(you)一層霾或灰塵的(de)存在,導致信號減(jian)弱。

宇宙學

由于宇宙(zhou)學的(de)研究(jiu)對(dui)象(xiang)主要來自天(tian)文觀(guan)測,而(er)這(zhe)也是唯一(yi)(yi)能(neng)在宇宙(zhou)演化和結構的(de)基礎上(shang)測量宇宙(zhou)距(ju)離和年齡的(de)辦法。哈勃空間(jian)望遠鏡能(neng)夠通過對(dui)造(zao)父變(bian)星(xing)距(ju)離的(de)測量來測定哈勃常數,而(er)這(zhe)與宇宙(zhou)在今天(tian)的(de)膨脹(zhang)(zhang)速度有關。此(ci)外(wai),通過對(dui)超(chao)(chao)新星(xing)的(de)測定,可以幫助研究(jiu)人員來限制(zhi)超(chao)(chao)新星(xing)的(de)亮度,從而(er)進一(yi)(yi)步限制(zhi)宇宙(zhou)早(zao)期膨脹(zhang)(zhang)的(de)屬性,從而(er)為暗能(neng)量模型(xing)提供一(yi)(yi)個強有力(li)的(de)限制(zhi)。

哈勃深場

早在(zai)1996年(nian),著名的哈勃(bo)空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)就拍(pai)(pai)(pai)攝(she)到標志性的哈勃(bo)深(shen)(shen)場圖(tu)(tu)像,巨大數(shu)量(liang)的星系就隱藏在(zai)這片小天(tian)區(qu)中(zhong),美國宇(yu)航局計劃進行一次全新(xin)的深(shen)(shen)場成像計劃。哈勃(bo)望遠(yuan)鏡(jing)在(zai)捕捉深(shen)(shen)場圖(tu)(tu)像時(shi)將(jiang)收(shou)集極遙遠(yuan)天(tian)體(ti)的微弱(ruo)光(guang)線(xian),慢慢“堆積”才能揭示宇(yu)宙大爆(bao)炸數(shu)億(yi)年(nian)后的情景(jing),否則(ze)由于光(guang)線(xian)太弱(ruo)而(er)看不到當(dang)時(shi)宇(yu)宙中(zhong)存在(zai)的天(tian)體(ti)。在(zai)哈勃(bo)望遠(yuan)鏡(jing)于2004年(nian)拍(pai)(pai)(pai)攝(she)的“超深(shen)(shen)場”圖(tu)(tu)像中(zhong),收(shou)集光(guang)線(xian)的時(shi)間(jian)更(geng)久,2012年(nian)拍(pai)(pai)(pai)攝(she)的“極深(shen)(shen)場”圖(tu)(tu)像則(ze)花了更(geng)長的時(shi)間(jian)才完成成像。

根據巴(ba)爾的(de)(de)(de)摩空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡研(yan)究所科學(xue)家(jia)丹(dan)安·科介紹:“與超(chao)深(shen)場(chang)圖(tu)像類似(si),本次哈勃(bo)拍攝的(de)(de)(de)六個(ge)(ge)超(chao)深(shen)場(chang)圖(tu)像計(ji)劃幾乎可獲得相同品質,在(zai)哈勃(bo)前(qian)沿領域(yu)的(de)(de)(de)任務中,收集光線花(hua)了(le)45個(ge)(ge)小(xiao)時,描繪出宇宙(zhou)大爆炸后大約(yue)五億年(nian)(nian)的(de)(de)(de)情景。”這些圖(tu)像深(shen)刻(ke)揭(jie)示了(le)宇宙(zhou)最(zui)深(shen)處(chu)的(de)(de)(de)景象(xiang),捕捉到(dao)年(nian)(nian)代非常久遠(yuan)的(de)(de)(de)星(xing)(xing)系和從(cong)未(wei)見過的(de)(de)(de)遙遠(yuan)星(xing)(xing)系。負責本項研(yan)究的(de)(de)(de)科學(xue)家(jia)認為有些星(xing)(xing)系是之前(qian)尚(shang)未(wei)被發(fa)現的(de)(de)(de),比如最(zui)遠(yuan)的(de)(de)(de)星(xing)(xing)系MACS0647-JD,就距離地球大約(yue)133億光年(nian)(nian)處(chu),原始深(shen)空場(chang)也顯示了(le)在(zai)僅(jin)僅(jin)2.5弧分跨度上就存在(zai)大約(yue)3000個(ge)(ge)并未(wei)被觀(guan)測(ce)到(dao)宇宙(zhou)星(xing)(xing)系。 

作為天體(ti)觀(guan)測的(de)(de)主(zhu)力,美國宇航局希(xi)望哈勃望遠鏡能(neng)維持到2018年(nian),其繼(ji)任者詹姆斯·韋伯(bo)空間望遠鏡將在(zai)不久(jiu)后發(fa)射。研究人員(yuan)認(ren)為哈勃拍攝的(de)(de)新(xin)深場(chang)圖像需要一定的(de)(de)運氣,那片黑暗(an)的(de)(de)天區包含了豐富的(de)(de)寶(bao)藏,這項(xiang)新(xin)的(de)(de)觀(guan)測活(huo)動(dong)將在(zai)2012年(nian)晚些時候開始。

大胖子星系團

2014年4月,美國航空航天局(NASA)哈勃太(tai)空望遠(yuan)鏡觀測(ce)(ce)結果顯示(shi),“El Gordo”星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)(昵稱(cheng)為(wei)“大(da)(da)胖子(zi)”)所容納的(de)(de)質量(liang)(liang)可能(neng)與(yu)三千(qian)萬(wan)億(yi)(3乘以10的(de)(de)15次方)顆(ke)太(tai)陽相當(dang)。這比原(yuan)先(xian)科學(xue)家(jia)所估(gu)計(ji)的(de)(de)值大(da)(da)了43%,質量(liang)(liang)可能(neng)與(yu)3千(qian)萬(wan)億(yi)顆(ke)太(tai)陽相當(dang),約為(wei)銀河系(xi)(xi)質量(liang)(liang)的(de)(de)3000倍。 “大(da)(da)胖子(zi)”星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)編(bian)號為(wei)ACT-CL J0102-4915,距離(li)地球超過70億(yi)光年。因此,天文學(xue)家(jia)觀測(ce)(ce)到的(de)(de)信號,實際上已經有將近一(yi)半的(de)(de)宇宙年齡(約138億(yi)年)。在2012年的(de)(de)報道(dao)中,“大(da)(da)胖子(zi)”星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)質量(liang)(liang)大(da)(da)致(zhi)相當(dang)于2千(qian)萬(wan)億(yi)顆(ke)太(tai)陽。研究者利用NASA的(de)(de)錢德拉X射(she)線天文臺和歐(ou)洲南方天文臺位于智利的(de)(de)甚(shen)大(da)(da)望遠(yuan)鏡陣(zhen)列,對星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)內部(bu)的(de)(de)氣體溫度以及星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)的(de)(de)運動(dong)進行(xing)了研究,估(gu)算出了這一(yi)數(shu)據。不過,該(gai)結果存在著(zhu)一(yi)些(xie)偏差,原(yuan)因主(zhu)要是(shi)該(gai)星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)可能(neng)是(shi)兩個星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)之間碰撞的(de)(de)結果。 

蝴蝶狀星云

2015年9月,哈勃太空(kong)望遠(yuan)鏡拍到了(le)蝴蝶(die)(die)狀星云“Twin Jet Nebula”,這一星云有兩片(pian)閃閃發(fa)光的“彩虹翅膀”,仿佛一只美麗(li)的蝴蝶(die)(die)在展翅飛翔。

軍事用途

空間偵查

實際(ji)上,對(dui)于哈(ha)勃(bo)(bo)用(yong)于地面偵(zhen)(zhen)查的(de)(de)各種傳言都是(shi)很可笑的(de)(de),因為美(mei)國軍方真正使(shi)用(yong)的(de)(de)空間地面偵(zhen)(zhen)查技術領(ling)(ling)先哈(ha)勃(bo)(bo)的(de)(de)技術兩代以(yi)上。如KH-11“鎖眼(yan)”偵(zhen)(zhen)查衛星,與哈(ha)勃(bo)(bo)同為洛克希德馬丁制(zhi)造(zao)的(de)(de),制(zhi)造(zao)時間也一樣(yang),其(qi)地面分(fen)辨率為15cm,遠高于哈(ha)勃(bo)(bo)的(de)(de)26cm。其(qi)外(wai)形與哈(ha)勃(bo)(bo)相似(si),不(bu)了解這(zhe)個領(ling)(ling)域的(de)(de)人有可能會把它誤(wu)認為是(shi)哈(ha)勃(bo)(bo)。 哈(ha)勃(bo)(bo)之所以(yi)曾(ceng)經(jing)對(dui)地面運作,是(shi)因為需要(yao)校準設(she)備。

和平用途

根據(ju)一架曝光的(de)俄羅(luo)斯A-60機載激光武器(Beriev A-60,蘇聯時(shi)期的(de)遺存)試驗機照片,機身徽標圖(tu)案明確(que)顯示出以(yi)激光攻擊哈(ha)勃(bo)(bo)空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)情景。這(zhe)間接表明了哈(ha)勃(bo)(bo)空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)在軍事上對俄羅(luo)斯的(de)威脅程度。進而引發對哈(ha)勃(bo)(bo)空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)是(shi)否(fou)單純用于和平用途的(de)爭論,以(yi)及反對太空(kong)(kong)(kong)軍事化的(de)抗議。更有陰謀論者進一步(bu)指出:哈(ha)勃(bo)(bo)空(kong)(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)初期的(de)“近視(shi)”缺陷(xian)乃有意(yi)為(wei)之,直至蘇聯解(jie)體后(hou)兩年才加以(yi)修正。

后繼探索器

韋伯空間望遠鏡

詹(zhan)姆斯·韋伯空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(JWST)是(shi)紅外(wai)空間(jian)觀(guan)測站,研究(jiu)人員計(ji)(ji)劃(hua)用它取(qu)代哈勃望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing),用以探索遠超過目(mu)前儀器(qi)可觀(guan)測到的(de)宇宙中最遠的(de)對象(xiang)。它由NASA帶頭,與(yu)歐洲航(hang)天局和加拿大(da)航(hang)天局合作。曾用名為(wei)(wei)NGST。在2002年(nian)(nian)更名,用以紀念NASA的(de)首(shou)任局長James Webb,其設計(ji)(ji)口徑為(wei)(wei)6米,是(shi)哈勃望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)2.5倍。JWST能觀(guan)測到的(de)天體要(yao)比當前最大(da)地面望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)或空間(jian)紅外(wai)望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)要(yao)暗400倍。原計(ji)(ji)劃(hua)2012年(nian)(nian)升空,但因為(wei)(wei)經濟危(wei)機(ji)推遲,計(ji)(ji)劃(hua)推遲至(zhi)2018年(nian)(nian)發射。

NASA計劃(hua)中將于(yu)2018年升空的(de)詹姆(mu)斯·韋伯望遠鏡(jing)是被寄予厚(hou)望的(de)哈勃望遠鏡(jing)繼任者。在韋伯領導(dao)下(xia)的(de)美國(guo)宇航(hang)局,成(cheng)功(gong)實(shi)施了“水星”和“雙子(zi)星”載人(ren)航(hang)天(tian)計劃(hua),為人(ren)類成(cheng)功(gong)登(deng)月奠定了堅(jian)實(shi)的(de)基礎。 

韋伯(bo)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)在設計時強(qiang)化了(le)其紅(hong)外波段的觀測能(neng)力,這(zhe)將讓它能(neng)夠更好(hao)地(di)看清宇(yu)宙(zhou)中(zhong)更遙遠(yuan)(yuan)、更暗淡的天體。相對于哈勃望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing),韋伯(bo)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)將能(neng)夠進一步逼近大爆炸(zha)后的年輕宇(yu)宙(zhou)的圖景,科學(xue)家估計它可以看到(dao)距(ju)離200億(yi)光年遠(yuan)(yuan)的原始星系。 

2019年,哈勃望遠鏡和韋伯(bo)望遠鏡將同(tong)時在軌道(dao)運行,幫助人類揭示宇宙的秘密。

“到那時,人類將擁有(you)前所未有(you)的觀測能力,面對(dui)未知的宇宙,我們(men)可(ke)以更好(hao)的觀察它(ta),理解它(ta)。”格倫斯(si)菲爾德介紹(shao)說,“我相(xiang)信,到時候(hou)一定會(hui)有(you)"爆(bao)炸(zha)性"的新發(fa)現!” 

赫歇爾空間天文臺

2009年5月14日發送的歐(ou)洲航(hang)天(tian)局(ju)赫歇爾空(kong)間天(tian)文臺,有(you)一面鏡子(zi)赫歇爾大大超過哈勃(bo),但(dan)只(zhi)有(you)在遠紅外線觀察。

大口徑太空望遠鏡

先進的(de)技(ji)術(shu)大(da)口徑太(tai)空望(wang)遠(yuan)鏡(jing) 也已提(ti)上日(ri)程。如果該項目批準的(de)話,它將有(you)8至16米(320至640英寸)的(de)光學空間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)。它是(shi)真正的(de)哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)繼承人: 有(you)能力觀(guan)察和拍攝(she)的(de)光學,天(tian)體紫外線和紅(hong)外線的(de)波長,但(dan)更高(gao)的(de)分辨率大(da)大(da)高(gao)于哈勃(bo)。

拍攝內容

哈勃太空(kong)望遠鏡(jing)廣域行星(xing)相機2號拍攝(she)到(dao)NGC 6052星(xing)系(xi),該(gai)星(xing)系(xi)距離地球2.3億光(guang)年,位(wei)于武仙星(xing)座(zuo)中(zhong)。

人們最初可能認為(wei)這是一(yi)(yi)(yi)個反常的星(xing)系,但事實上它是處于形(xing)成階段的“新星(xing)系”,兩個單獨星(xing)系通過引力(li)吸引,逐漸聚集在一(yi)(yi)(yi)起,最終發生碰(peng)(peng)撞,目前我們看(kan)到(dao)的是兩個星(xing)系碰(peng)(peng)撞合(he)并(bing)的一(yi)(yi)(yi)個星(xing)系結構。

伴隨著星(xing)系(xi)(xi)逐(zhu)漸(jian)合并,一些恒星(xing)將(jiang)脫(tuo)離原始軌道(dao)進入新的軌道(dao)位置,目前(qian)這(zhe)個新星(xing)系(xi)(xi)處于較高的混沌狀態,最終(zhong)新星(xing)系(xi)(xi)將(jiang)形成一個穩定(ding)外形,它與(yu)這(zhe)兩個原始星(xing)系(xi)(xi)都不相同。

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